2019年12月4日，陳星弼院士在四川成都逝世，享年89歲，這個消息可以說基本上沒有人關注。可是陳星弼院士做出的貢獻我們應該要銘記，他是「中國功率器件領路人」，是國際上功率器件的結終端理論的集大成者。

他引發了第二次電子革命，美國科學家Michael W. Shore提到陳星弼的發明對半導體業界革命性的影響說：「他們所發布的這些專利和發明，真真切切地在功率半導體技術方面引發了一場革命。」

今天，就讓我們一起了解一下這位偉大的科學家。

出身書香世家，中國第一批從事半導體科技的科學家

1931年1月28日，陳星弼出生在一個官宦之家，祖籍浙江省浦江縣青塘鎮。祖父曾為清朝武舉人，父親陳德征因家庭貧窮靠勤工儉學就讀於杭州之江大學化學系。母親徐呵梅是浙江餘姚人，由於小時聰穎過人，外祖父不僅特許不纏小腳，還允許讀書，直至進入上海大學讀文學。

因為抗戰爆發，生活艱苦，陳星弼曾想放棄學業，出外謀生。父親堅持讓他繼續讀書，學到科學技術而為國家做實事，父親的堅持讓中國又多了應該偉大的科學家。再加上他一直進的是國立中學，包括生活費在內一概公費，因此沒有中斷學習。

陳星弼受父親和老師的影響，一直認為唯有努力才是學習的正道，要做在學習上的老實人。1947年，他考取了同濟大學電機系，並獲得獎學金。

陳星弼將自己好學的性格發揮到了極致，人在電機系，卻去旁聽物理系及機械系的課，而工程力學及畫法幾何又學得比電機系的主要課程還好。他學過小提琴，而且能背出許多古典交響樂的曲譜。

1955年5月，國家正式決定在成都建立我國第一所電子工業大學。1956年9月29日，成都電訊工程學院（簡稱成電）召開首屆開學典禮。

陳星弼被安排去了電子科技大學工作，同時也給了他進修新學科的機會。他選擇了到中國科學院應用物理研究所進修半導體。

這一決定確定了他以後的發展方向。他在該所兩年半的時間內，一邊工作，一邊自學了從物理系四大力學到半導體有關的專業課，當時國外對漂移電晶體的研究才剛剛開始，漂移電晶體是由雜質擴散方法製成的電晶體，由於基區雜質分布不均勻，因此又稱為梯度基區電晶體。在這種電晶體中，由於基區雜質不均勻，因而產生一個電場。少子在基區不但有擴散運動，也有漂移運動，甚至以漂移運動為主 。

陳星弼就寫出當時才出現的漂移電晶體中關於存儲時間的論文。該文後來出現在Prichard著書的參考文獻中。

陳星弼是我國第一批學習及從事半導體科技的人員之一，是原電子部「半導體器件與微電子學」專業第一個博士生導師且獲得第一個博士點，在功率半導體領域，陳星弼為之奮鬥了整整60年。

中國功率半導體第一人，引發第二次電子革命

功率半導體器件又被稱為電力電子器件，是電力電子技術的基礎，也是構成電力電子變換裝置的核心器件，是進行功率處理的，具有處理高電壓，大電流能力的半導體器件。

在計算機、通行、消費電子、汽車電子、電機調速、逆變器、不間斷電源、電子開關等領域，功率半導體器件可以運用非常廣泛，中國高鐵的核心器件就包括功率半導體，作為國家戰略性新興產業，在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。

功率半導體包括pin二極體、晶閘管、門極關斷晶閘管、門極換流晶閘管、功率場效應電晶體和絕緣柵雙極型電晶體。

而陳星弼可以說在功率半導體上做出了卓越的貢獻，讓中國功率半導體領先世界。

從八十年代以來，陳星弼就從事半導體電力電子器件的理論與結構創新方面的研究。他從理論上解決了提高p-n結耐壓的平面及非平面工藝的終端技術問題，作出了一些迄今唯一的理論分析解。

陳星弼還在新型功率(電力電子)器件及其集成電路這一極其重要領域中，做出了一系列重要的貢獻與成就。他率先在中國提出立項並作為第一主研完成了VDMOST、IGBT、Offset-GateMOST、LDMOST、SPIC及RESURF、SIPOS等器件及有關技術，並第一個提出了各種終端技術的物理解釋及解析理論。。

他對垂直型功率器件耐壓層及橫向型功率器件的表面耐壓區唯一地作出了優化設計理論且得到實際應用。對功率器件的另一關鍵技術——結終端技術——作出了系統的理論分析及最優化設計方法並應用在各種電力電子器件的設計中取得良好的效果。

他還提出了斜坡場板這一新結構的理論。他的三項重要發明能使電力電子器件在一個新的台階上發展。這些發明打破了傳統極限理論的約束，使器件的電學性能得到根本性的改進。

第一種第二種發明突破了高速功率MOS高壓下導通電阻極限理論，得到新的極限關係。陳星弼提出的第一種發明已經被西門子公司實現，98年在國際電子器件會議(舊金山)發表。

第二種發明及第三種發明已在國內實驗成功。根據第三種發明來製造高壓(功率)集成電路中的橫向器件，可以在工藝上和常規的CMOS及BiCMOS工藝兼容，使這種電路不僅性能優越，而且成本節省，而且還可立足國內。

為什麼說陳星弼引發了第二次電子革命呢？

第一次電子革命是指由半導體微電子技術引起的變化，信息時代隨之而來，你可以簡單理解為我們經常提到的晶片之類的。

它是應用一個比頭髮絲小百倍（且越來越小）的電晶體（半導體器件）代替50年前有半個香蕉大的電子管。——陳星弼

「第二次電子革命」的說法來自B.J.Baliga，由於世界上有近四分之三的電能是通過半導體功率器件來轉換其形式後才可以使用的，他認為用微電子技術來控制和利用電能的方法，可以稱為第二次電子革命。

然而，有一個問題成為發展的瓶頸。要讓功率管實現對電能的控制，主要的方法是開關。要想實現對開關的自由控制，就要實現開關的高靈敏、智能化。但是，功率管要求耐高電壓而集成電路只能耐低電壓。國外不得不把功率管和集成電路「隔離」起來，耗費巨大成本，還「費力不討好」。

這個時候陳星弼經過多年的試驗，陳星弼通過改變功率管的結構，發明了復合緩衝耐壓結構，現稱為超結器件（SUPER-JUNCTION）。它的優點是導通電阻低，易驅動，速度快，該發明被稱為「功率器件的新里程碑」，其美國發明專利已被超過550個國際專利引用。

自1998年起，國外已有8家公司在製造。這個方法的工藝被改進後，成本大大下降，目前已成為一種重要產品，科技成果轉化市場規模每年超過10億美元。

他又研製成功了「具有異型摻雜島耐壓結構」。它適用於各種材料的各種功率器件，屬於耐壓結構上的創新。

利用這一發明技術，耐壓450V的器件只需不到30μm的外延層。傳統技術則要超過40μm的外延層。厚外延是中國的難題，片子需要在國外進口。利用這一發明不僅可使功率MOST導通電阻下降一倍（過去雜質分布優化理論的極限只不過比均勻分布的下降10%），而且用在470V耐壓的二極體上其開關速度及導通壓降與東芝公司的200V器件一致。

陳星弼的這幾項發明被二次電子革命的突破口，阻礙第二次電子革命迅速發展的桎梏也將會因此而被打破，由此引發了第二次電子革命，這一創新在十年內將無人能突破。

他還發明了「表面耐壓層結構」，這是陳星弼院士十餘年的基礎理論研究。利用該發明所做的橫向型器件，可以達到同樣襯底下突變平行平面結耐壓的90%以上，而且導通壓降特別低，開關速度快。其電學特性的優值為現有最佳器件的2～200倍。

更重要的是，這些器件在工藝上可以和常規CMOS及BiCMOS工藝全兼容。它使高壓集成電路擺脫了成本高昂的介質隔離方法、占用面積過大的PN結隔離方法，或者是電學性能不夠理想的RESURF自隔離方法。這會使我國高壓（功率）集成電路在一個新的、比國際上更先進的起點上起飛。

作為國際半導體界著名的超結結構（Super Junction）的發明人，也是國際上功率器件的結終端理論的集大成者。陳星弼先生的其它重要發明還包括高K電介質耐壓結構、高速IGBT、兩種多數載流子導電的器件等。他發表超過200篇學術論文和獲得授權中美等國發明專利40餘項。

1999年，當選中國科學院院士。5月10日至14日，功率半導體領域最頂級的學術年會——第二十七屆國際功率半導體器件與集成電路年會(IEEE ISPSD 2015)在中國香港舉行。我校陳星弼院士因對高壓功率MOSFET理論與設計的卓越貢獻獲得大會頒發的最高榮譽「國際功率半導體先驅獎」(ISPSD 2015 Pioneer Award)，成為亞太地區首位獲此殊榮的科學家。

2018年，在功率半導體領域最頂級的學術年會上，陳星弼院士入選ISPSD首屆名人堂，成為國內首位入選名人堂的華人科學家。

今天，讓我們一起悼念陳星弼院士！